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Die Erfindung betrifft einen Aggregatträger für einen Kraftwagen, mit wenigstens einem Grundkörper, welcher aus einem ersten Werkstoff gebildet ist, und mit zumindest einem mit dem wenigstens einen Grundkörper verbundenen Zusatzkörper, welcher aus einem zweiten Werkstoff gebildet ist.
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Aus der
DE 10 2009 031 335 A1 ist ein Motorträger zur Befestigung eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug bekannt. Der Motorträger ist dabei aus einem spritzgießbaren Thermoplastwerkstoff hergestellt, welcher durch Glasfasern und/oder Mineralfasern verstärkt ist. Der Motorträger ist als Hybrid-Bauteil aufgebaut, bei dem der Thermoplastwerkstoff an ein Bauteil oder Einlegeteil aus Metall oder Kunststoff angespritzt ist.
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Die
DE 10 2011 006 917 A1 beschreibt einen Motortragblock für ein Kraftfahrzeug, welcher einen ersten Abschnitt aus einem aus Kunststoff bestehenden Basismaterial und einen zweiten Abschnitt aus einem Verstärkungsmaterial umfasst. Das Verstärkungsmaterial ist formschlüssig und zusätzlich oder alternativ kraftschlüssig mit dem Basismaterial verbunden und besitzt eine höhere Festigkeit als das Basismaterial.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Aggregatträger der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher ein geringes Gewicht und gleichzeitig eine hohe Steifigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Aggregatträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung geht von einem Aggregatträger für einen Kraftwagen, mit wenigstens einem Grundkörper, welcher aus einem ersten Werkstoff gebildet ist, und mit zumindest einem, mit dem wenigstens einen Grundkörper verbundenen Zusatzkörper, welcher aus einem zweiten Werkstoff gebildet ist, aus. Der Aggregatträger kann beispielsweise als Motorträger oder als Pumpenträger ausgebildet sein, um nur einige Beispiele zu nennen. Des Weiteren kann der Aggregatträger als Tragarm geformt sein. Bei der Kraftwagenkomponente kann es sich also dementsprechend beispielsweise um eine Verbrennungskraftmaschine, um einen Elektromotor oder eine Pumpe handeln, um nur einige Beispiele zu nennen.
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Um einen Aggregatträger mit einem geringen Gewicht und gleichzeitig einer hohen Steifigkeit zu schaffen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Werkstoff wenigstens einen Thermoplast und der zweite Werkstoff wenigstens einen Duroplast umfasst. Dies ist von Vorteil, da durch den Duroplast eine steife, setzminimierte Struktur des Aggregatträgers geschaffen werden kann, wohingegen durch den Thermoplast ein gegenüber dem Duroplast geringeres Gewicht erzielt werden kann. Darüber hinaus ist der Thermoplast kostengünstiger als der Duroplast.
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Der Grundkörper kann vorzugsweise vollständig aus dem ersten Werkstoff, also vollständig aus dem Thermoplast gebildet sein. Dadurch kann der gesamte Grundkörper ein besonders günstiges Schwingungsverhalten bei hoher Dämpfung aufweisen.
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Der Zusatzkörper kann vorzugsweise vollständig aus dem zweiten Werkstoff, also mit anderen Worten vollständig aus dem Duroplast gebildet sein. Dies ist von Vorteil, da der gesamte Zusatzkörper dadurch eine besonders hohe Wärmeformbeständigkeit aufweist.
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Der erste Werkstoff kann aus einer Mischung aus mehreren Thermoplasten gebildet sein. Ebenso kann der zweite Werkstoff aus einer Mischung aus mehreren Duroplasten gebildet sein. Dies gestattet eine besonders gezielte Einstellung jeweiliger Werkstoffeigenschaften des Grundkörpers bzw. des Zusatzkörpers.
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Durch die Verwendung des Thermoplasten kann ein akustisches Verhalten des Aggregatträgers, welcher als Tragarm ausgebildet sein kann, positiv beeinflusst werden. Der Duroplast weist neben der besonders hohen Wärmeformbeständigkeit und auch Einsatztemperaturen auf, welche größer sind, als die des Thermoplasten.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der wenigstens eine Grundkörper stoffschlüssig mit dem zumindest einen Zusatzkörper verbunden. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine besonders haltbare Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Zusatzkörper geschaffen ist. Somit kann beispielsweise auf zusätzliche Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben verzichtet werden, um den Grundkörper mit dem Zusatzkörper zu verbinden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der zumindest eine Zusatzkörper wenigstens eine Öffnung, insbesondere eine Durchgangsöffnung, zur Verbindung einer Kraftwagenkomponente des Kraftwagens mit dem Aggregatträger auf. Dies ist von Vorteil, da über die Öffnung beispielsweise eine haltbare und einfach herzustellende Schraubverbindung zwischen dem Aggregatträger und der Kraftwagenkomponente gebildet werden kann.
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Vorzugsweise kann der Zusatzkörper eine Mehrzahl an Öffnungen umfassen, um mehrere Kraftwagenkomponenten, welche auch als Fahrzeugteile bezeichnet werden können, mittels des Aggregatträgers miteinander zu verbinden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Öffnung mit einem Gewinde versehen. Dies ist von Vorteil, da das Gewinde dementsprechend unmittelbar an dem Zusatzkörper angeordnet sein kann, wodurch auf zusätzliche Elemente, wie beispielsweise Gewindeeinsätze, verzichtet werden kann. Mit anderen Worten ist über das unmittelbar an dem Zusatzkörper vorgesehene Gewinde eine Direktverschraubung, beispielsweise eines Schraubbolzens, mit dem Zusatzkörper möglicht.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine Perspektivansicht eines Aggregatträgers;
- 2 eine Seitenansicht des Aggregatträgers;
- 3 eine weitere Perspektivansicht des Aggregatträgers;
- 4 eine Draufsicht auf den Aggregatträger;
- 5 eine Seitenansicht des Aggregatträgers;
- 6 eine weitere Seitenansicht des Aggregatträgers,
- 7 eine weitere Seitenansicht des Aggregatträgers; und
- 8 eine Untersicht des Aggregatträgers.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 bis 8 zeigen jeweils verschiedene Ansichten eines Aggregatträgers 10 für einen vorliegend nicht weiter dargestellten Kraftwagen. Der Aggregatträger 10 umfasst wenigstens einen Grundkörper 20, welcher aus einem ersten Werkstoff 22 gebildet ist sowie zumindest einen mit dem wenigstens einen Grundkörper 20 stoffschlüssig verbundenen Zusatzkörper 30, welcher aus einem zweiten Werkstoff 32 gebildet ist. Der erste Werkstoff 22 ist dabei als Thermoplast oder als Mischung aus mehreren verschiedenen Thermoplasten ausgebildet. Der zweite Werkstoff 32 ist als Duroplast oder als Mischung aus mehreren verschiedenen Duroplasten ausgebildet.
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Wenigstens der zumindest eine Zusatzkörper 30 umfasst mehrere, vorliegend als Durchgangsöffnungen ausgebildete Öffnungen 40, zur Verbindung einer oder mehrerer, hier nicht weiter dargestellter Kraftwagenkomponenten des Kraftwagens mit dem Aggregatträger10. Zumindest einige der Öffnungen 40 können mit einem, in den Fig. nicht erkennbaren Gewinde versehen sein.
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Im Bereich der Öffnungen 40 umfasst der Aggregatträger 10 wenigstens einen Anflanschbereich 60, an welchem der Aggregatträger 10 beispielsweise mit einer als Motor (Verbrennungskraftmaschine, E-Motor) ausgebildeten Kraftwagenkomponente verbunden werden kann.
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Durch die verschiedenen Werkstoffe 22, 32 ist der Aggregatträger 10 als Hybridbauteil aus dementsprechend mindestens zwei Kunststoff-Komponenten (Thermoplast, Duroplast) hergestellt. Der Aggregatträger 10 kann sowohl durch ein Spritzgießverfahren, durch ein Spritzprägeverfahren, durch Pressverfahren als auch durch eine Kombination dieser Verfahren hergestellt sein. Der Grundkörper 20 kann durch Umspritzen des Grundkörpers 20 mit dem zweiten Werkstoff 32 (Duroplast), durch Anspritzen oder durch Ausspritzen mit dem Zusatzkörper 30 verbunden sein. Zur Herstellung des Aggregatträgers 10 sind alle Kombinationen von nicht-reaktiven und reaktiven Polymeren verwendbar.
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Die Ausführung des Aggregatträgers 10 als Hybridbauteil ermöglicht eine Funktionstrennung von Körperschallleitfähigkeit, Eigenfrequenzverhalten und Steifigkeit. Eine Kraftaufnahme an dem Zusatzkörper 30 kann über, an den Öffnungen 40 vorgesehene Anschraubpunkte ohne zusätzliche metallische Verstärkungselemente, wie beispielsweise Gewindeeinsätze oder Buchsen erfolgen. Eine Kraftverteilung von betriebsbedingten Lasten, beispielsweise von Motorlasten, kann auf besonders günstige Weise innerhalb einer Struktur des Aggregatträgers 10 erfolgen, wobei eine besonders hohe Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Kraftübertragung besteht. Über entsprechende Versteifungsstrukturen ist eine gezielte Optimierung von Eigenfrequenzlagen des Aggregatträgers 10 ermöglicht.
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Durch den Thermoplast ist ein positives Schwingverhalten sowie eine hohe Dämpfung und damit ein positives Körperschallübertragungsverhalten gegeben, wobei eine Entkopplung von Anbindungsbereichen (Anschraubbereiche an den Öffnungen 40) durch eine Umhüllung der Öffnungen 40 mit dem Thermoplast erzielt werden kann. Dadurch kann auf besonders günstige Weise eine Unterbrechung einer etwaigen Körperschallübertragung erfolgen.
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Der Aggregatträger 10 umfasst wenigstens einen Anschlussbereich 50, an welchem der Aggregatträger 10 ohne metallische Hülse an ein Lagerelement angeschlossen werden kann, um weitere Kraftwagenkomponenten mit dem Aggregatträger 10 zu verbinden.
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Der Aggregatträger 10 kann im Rahmen einer vollautomatisierten Verarbeitung hergestellt werden, wobei ein Entfall von vorgeschalteten oder nachgeschalteten Bearbeitungsschritten und zusätzlich oder alternativ Montageschritten entfallen kann, zumal keine Einleger oder Verschraubungshülsen vorgesehen werden müssen. Der Aggregatträger 10 bietet eine einfache Integrationsmöglichkeit von Befestigungslösungen sowie von Hitzeschutzmaßnahmen.
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Bei dem Aggregatträger 10 sind zusammenfassend metallische Komponenten durch verschiedene Kunststoffe (Thermoplast, Duroplast) substituiert. Dadurch ist, beispielsweise im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Motorträgern, bei welchen metallische Einleger, bzw. FVK-Strukturen umspritzt sind, eine schnellere Herstellung, also ein schnellerer Fertigungsprozess ermöglicht.
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So kann beispielsweise beim Aggregatträger 10 eine entsprechende Herstellung eines metallischen Einlegers im Voraus, eine aufwendige Zuführung des Einlegers in ein Spritzgießwerkzeug oder ein nachträgliches Einpressen, beispielsweise von metallischen Buchsen in Spezialvorrichtungen, entfallen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Aggregatträger
- 20
- Grundkörper
- 22
- erster Werkstoff
- 30
- Zusatzkörper
- 32
- zweiter Werkstoff
- 40
- Öffnung
- 50
- Anschlussbereich
- 60
- Anflanschbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009031335 A1 [0002]
- DE 102011006917 A1 [0003]
